tema 4: optica
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TEMA 4: OPTICA
http://www.buceando.es/
¿Cómo puede un buceador estimar la profundidad a la que se encuentra?
Física María del Carmen Martínez Tomás
Curso: 2010-2011
TEMA 4: OPTICA
¿A qué distancia podemos distinguir los ojos de un gato montés?
Física María del Carmen Martínez Tomás
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¿Soy daltónico?
TEMA 4: OPTICA
Física María del Carmen Martínez Tomás
Curso: 2010-2011
4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción La luz: naturaleza dual
ONDA: se manifiesta en fenómenos de propagación
TEMA 4: OPTICA
Figura 31.30 Tipler 5ª Ed. http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_interna_total Física
María del Carmen Martínez Tomás Curso: 2010-2011
TEMA 4: OPTICA
4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción La luz: naturaleza dual
CORPUSCULO: en fenómenos de interacción con la materia Efecto fotoeléctrico
Efecto Compton
Otros
http://intercentres.cult.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Campo/Campo06.htm
Física María del Carmen Martínez Tomás
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción La luz como ONDA: característica principal → su frecuencia LUZ: intervalo pequeño del espectro electromagnético
TEMA 4: OPTICA http://www.upv.es/antenas/Tema_1/espectro_electromagnetico.htm
Min ≈ 100 Hz
Max ≈ 1022 Hz
LUZ VISIBLE
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Optica: parte de la Física que se encarga de estudiar la
propagación de ondas pertenecientes a un pequeño intervalo de ese espectro electromagnético.
En concreto: 3.8×1014 Hz a 7.7×1014 Hz Espectro visible: intervalo que puede ver el ojo humano
TEMA 4: OPTICA
Min ≈ 100 Hz
Max ≈ 1022 Hz
http://edison.upc.edu/curs/llum/luz_vision/luz.html
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Onda armónica:
T: periodo de repetición temporal λ: periodo de repetición espacial
¡PERTURBACION (ELECTROMAGNÉTICA) QUE SE DESPLAZA!
TEMA 4: OPTICA
y t T
y x λ
)(2sinλ
πx
TtAy −=
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción
Velocidad de una onda: Frecuencia:
Velocidad de la luz en el vacío (VALOR MAXIMO):
λ: longitud de onda en el vacío
Velocidad en un medio: INDICE DE REFRACCIÓN: →
TEMA 4: OPTICA
Tv λ=
Tf 1=
smsmc /103/1099792458.2 88 ×≈×=
fT
c λλ==
vcn = 1≥n
cv ≤
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción
Índice de refracción:
TEMA 4: OPTICA
vcn = 1≥n
Material n
Aire 1.00029
Agua 1.333 = 4/3
Vidrio crown 1.5
Vidrio flint 1.7
Diamante 2.417
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción
Al penetrar la luz en un medio transparente su velocidad y su longitud de onda cambian:
vacío:
medio:
como entonces
longitud de onda(medio) longitud de onda(vacío)
TEMA 4: OPTICA
1≥n
fc λ=
'λλ
==vcn n
λλ ='
fv 'λ=
λλ ≤'
≤
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Longitudes de onda del espectro visible:
TEMA 4: OPTICA
¡Dentro de un medio material λ disminuye!
Color λ (nm) f (Hz) Ultravioleta < 400 > 7.5×1014 Violeta 400 - 450 ≈ 7.2×1014 Azul 450 - 500 ≈ 6.4×1014 Verde 500 - 550 ≈ 5.7×1014 Amarillo 550 - 600 ≈ 5.3×1014 Naranja 600 - 650 ≈ 4.8×1014 Rojo 650 - 700 ≈ 4.5×1014 infra-rojo > 700 < 4.3×1014
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Fronteras de separación entre medios:
parte de la luz se refleja parte se transmite el resto se absorbe
Análisis de estos fenómenos: mediante rayos Rayos: dirección de propagación de la energía de una onda
OPTICA GEOMETRICA: parte de la Física que estudia los cambios de dirección que experimentan los rayos de luz
TEMA 4: OPTICA
http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_interna_total Física María del Carmen Martínez Tomás
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Leyes de la reflexión:
Los rayos incidente, reflejado y la normal a la superficie están en el mismo plano
TEMA 4: OPTICA
El ángulo entre el rayo reflejado y la normal es igual al ángulo entre el rayo incidente y la normal
'11 θθ =Figura 31.18 Tipler 5ª Ed.
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Leyes de la refracción:
Los rayos incidente, refractado y la normal a la superficie están en el mismo plano.
TEMA 4: OPTICA
El ángulo entre el rayo incidente y la normal y el ángulo entre el rayo refractado y la normal guardan la siguiente relación
Ley de Snell
2211 θθ sennsenn =
Figura 31.18 Tipler 5ª Ed. Física
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Leyes de la refracción:
TEMA 4: OPTICA
Cuando n1 > n2 el rayo refrac- tado se aleja a la normal
Cuando n1 < n2 el rayo refrac- tado se acerca a la normal
θ2
θ1 > θ2 θ1 < θ2
θ1
Figura 31.18 Tipler 5ª Ed.
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Leyes de la refracción: Cuando n1 > n2:
TEMA 4: OPTICA
Si θ1 aumenta lo hace hasta θcr a partir del cual REFLEXION TOTAL
Figura 31.23 Tipler 5ª Ed. Física
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4.1 Índice de refracción. Leyes de reflexión y refracción Leyes de la refracción: Cuando n1 > n2:
TEMA 4: OPTICA
Si θ1 < θcr → refracción
Si θ1 > θcr
→ reflexion TOTAL
1
2
nn
sen cr =θFigura 31.23 Tipler 5ª Ed.
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